【源碼分析】Android系統啟動流程.

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Android的啟動過程是從init開始的，它是所有後續進程的祖進程。系統啟動的過程可以大致分為以下幾個步驟

1，init.c的啟動    掛載目錄 初始化 解析設定檔2,init.rc3,在init.rc中app_main中啟動了zygote(孵化器)，AndroidRuntime    Zygote這個進程是非常重要的一個進程，Zygote進程的建立是真正的AndroidRunspace，初始化建立的Service都是Navtive service4，在zygote java類中開啟各種服務，並且開啟systemServer類5，在systemServer中main--->init1(system_init)--->init2(systemThread)6，home介面顯示, 這時Android系統啟動完畢. 進入到待機畫面

當系統引導程式啟動Linux核心時, 核心會載入各種資料結構和驅動程式. 有了驅動之後, 開始啟動Android系統並載入使用者層級的第一個進程init(system/core/init/Init.c).

    int main(int argc, char **argv)    {        ...        // 建立各種檔案夾和掛載目錄.        mkdir("/dev", 0755);        ...        // 初始化日誌.        log_init();        // 解析設定檔.        init_parse_config_file("/init.rc");        ...        return 0;    }

載入Init.rc檔案. 主要啟動了一個Zygote(孵化器)進程, 此進程是Android系統啟動關鍵服務的一個母進程.

    service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server        socket zygote stream 666        onrestart write /sys/android_power/request_state wake        onrestart write /sys/power/state on        onrestart restart media        onrestart restart netd

Zygote進程的初始化在App_main.cpp檔案中開啟, 程式碼片段如下:

int main(int argc, const char* const argv[]){    // 定義Android運行時環境.    AppRuntime runtime;    int i = runtime.addVmArguments(argc, argv);    ...    bool startSystemServer = (i < argc) ?             strcmp(argv[i], "--start-system-server") == 0 : false;    setArgv0(argv0, "zygote");    set_process_name("zygote");    // 使用運行時環境啟動Zygote的初始化類.    runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit",        startSystemServer);    ...}

現在從c或c++代碼進入到java代碼中, ZygoteInit.java初始化類, 代碼如下:

    public static void main(String argv[]) {        // 載入系統運行依賴的class類.        preloadClasses();        ...        if (argv[1].equals("true")) {            // Zygote孵化器進程開始孵化系統核心服務.            startSystemServer();        } else if (!argv[1].equals("false")) {            throw new RuntimeException(argv[0] + USAGE_STRING);        }        ...    }    private static boolean startSystemServer()        throws MethodAndArgsCaller, RuntimeException {        String args[] = {            "--setuid=1000",            "--setgid=1000",            "--setgroups=1001,1002,1003,1004,1005,1006,1007,1008,1009,1010,3001,3002,3003",            "--capabilities=130104352,130104352",            "--runtime-init",            "--nice-name=system_server",            "com.android.server.SystemServer",        };        ...        // 孵化器分叉開啟SystemServer類, 並且把上面定義的參數.        // 傳遞給此類. 用於啟動系統關鍵服務.        pid = Zygote.forkSystemServer(                parsedArgs.uid, parsedArgs.gid,                parsedArgs.gids, debugFlags, null,                parsedArgs.permittedCapabilities,                parsedArgs.effectiveCapabilities);        ...    }

Zygote進程分叉出SystemServer類, main函數如下:

    public static void main(String[] args) {        ...        // 載入本地的動態連結程式庫.        System.loadLibrary("android_servers");        // 調用動態連結程式庫中的c函數.        init1(args);    }    // 這裡init1的函數定義在frameworks\base\services\jni\com_android_server_SystemServer.cpp下的方法.    native public static void init1(String[] args);

com_android_server_SystemServer.cpp的程式碼片段如下:

    static JNINativeMethod gMethods[] = {        /* name, signature, funcPtr */        // 把native方法init1, 映射到android_server_SystemServer_init1. (這裡是定義的函數指標)        { "init1", "([Ljava/lang/String;)V", (void*) android_server_SystemServer_init1 },    };    static void android_server_SystemServer_init1(JNIEnv* env, jobject clazz)    {        // 轉調        system_init();    }    // 此方法沒有方法體.    extern "C" int system_init();

system_init方法的方法體, 在System_init.cpp類中. 代碼如下:

    extern "C" status_t system_init()    {        ...        // 開啟一些硬體相關的服務.        SensorService::instantiate();        ...        // 擷取Android運行時環境        AndroidRuntime* runtime = AndroidRuntime::getRuntime();        LOGI("System server: starting Android services.\n");        // 調用SystemServer類中靜態方法init2. 從native層轉到java層.        runtime->callStatic("com/android/server/SystemServer", "init2");        ...    }

SystemServer下init2方法如下:

    public static final void init2() {        Slog.i(TAG, "Entered the Android system server!");        // 進入Android系統服務的初始化.        Thread thr = new ServerThread();        thr.setName("android.server.ServerThread");        thr.start();    }

ServerThread中的run方法如下:

    @Override    public void run() {        ...        // 初始化系統的服務, 並且把服務添加ServiceManager中, 便於以後系統進行統一管理.        ServiceManager.addService("entropy", new EntropyService());        ...        // 調用了ActivityManagerService的systemReady的方法.        ((ActivityManagerService)ActivityManagerNative.getDefault())                .systemReady(new Runnable() {            public void run() {                ...            }        });        ...    }

ActivityManagerService下的systemReady方法如下:

public void systemReady(final Runnable goingCallback) {    ...    // 調用了ActivityStack中的resumeTopActivityLocked去啟動Activity    mMainStack.resumeTopActivityLocked(null);}

ActivityStack中的resumeTopActivityLocked方法如下:

    final boolean resumeTopActivityLocked(ActivityRecord prev) {            // 找到第一個當前沒有關閉的Activity, 系統剛剛系統沒有任何Activity執行, 所以next為null            ActivityRecord next = topRunningActivityLocked(null);            // Remember how we‘ll process this pause/resume situation, and ensure            // that the state is reset however we wind up proceeding.            final boolean userLeaving = mUserLeaving;            mUserLeaving = false;            if (next == null) {                // There are no more activities!  Let‘s just start up the                // Launcher...                if (mMainStack) {                    // 開啟Launcher應用的第一個Activity介面.                    return mService.startHomeActivityLocked();                }            }    }

home介面顯示, 這時Android系統啟動完畢. 進入到待機畫面.

【源碼分析】Android系統啟動流程.